Тепловой износ изоляции силового трансформатора



Постоянная времени нагрева трансформатора (Т) равна отношению его полной теплоемкости () к полной теплоотдаче (). Отношению суммарных потерь в трансформаторе к установившемуся превышению масла в верхних слоях,

, (1)

Для трансформаторов с медной обмоткой

;

Для трансформаторов с алюминиевой обмоткой

.

где - масса обмоток, т; - масса бака с радиаторами или охладителями, т; - масса масла; - масса магнитопровода, т.

Определения температуры трансформаторного масла позволяет найти начальное превышение температуры масла. Постоянные времени нагрева и превышение температуры маслав конце любой ступени x:

; (2)

, (3)

где ; ti — интервал времен от начала графика нагрузки до конца i — й ступени; - установившееся превышение температуры масла в верхних слоях при неизменной нагрузке, равной i–го интервала; n — число ступеней графика нагрузки.

Постоянная времени нагрева обмотки значительно меньше постоянной времени нагрева трансформатора и составляет величину порядка нескольких минут. При ступенчатом изменении нагрузки температура обмотки в наиболее нагретой точке в момент изменения нагрузки меняется скачком от одного установившегося значения к другому, а далее изменяется соответственно изменению температуры масла.

Величина определяется по следующее формулой:

(4)

В процессе эксплуатации силовых трансформаторов ввиду происходящих химических реакций механическая прочность изоляции снижается и изоляция изнашивается.Исследователь Монтзингер показал, что для изоляции класса А в диапазоне изменения температур от 80 до 1400Св следующим соотношением определяется:

, (5)

где А — постоянная; - коэффициент; - температура изоляции в наиболее нагретой точке (для трансформаторов численно равна температуре обмотки в наиболее нагретой точке)

Для изоляции класса Апринимать шесть градусное правило старения изоляции. При этом . Согласно срок службы изоляции трансформаторов при номинальной температуре в наиболее нагретой точке (+980 С)

, (6)

выражением для относительного износа изоляции:

, (7)

Выражение (7) после некоторых математических преобразований получим более удобном для использования виде. Полученное равенство запишем в следующее:

, (8)

Левую и правые части формулы (8) прологарифмировав, найдем в следующее соотношение:

. (9)

, (10)

Относительный износ изоляции является нелинейной функцией от температуры изоляции. Износ изоляции Нза времениtоцениваются по числу отжитых часов или суток,

, (11)

Когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции можно определить в следующее формулы,

, (12)

где - суммарный интервал времени, для которого определяется износ.

Износ изоляции охарактеризовать средним износом за рассматриваемый интервал времени:

, (13)

. (14)

Влияние некоторых факторов на изоляцию трансформатора и примесей и воздействие температуры. Наиболее вредными примесями являются:

1) избыточная влага, оставшаяся в изоляции при некачественной сушке трансформатора;

2) остатки растворителя пропиточного лака, не удаленного при «запекании» пропитанных обмоток или при сушке трансформатора;

3) воздушные или газовые включения в изоляции, оставшиеся при заполнении трансформатора маслам;

4) загрязнение посторонними механическими примесями твердой и жидкой изоляции.

Существенное значение для качества изоляции обмоток, пропитанных лаками, имеют полное удаление из лака растворителей и хорошая полимеризация. Недостаточное удаление растворителей или неполная полимеризация лака после пропитки повышает диэлектрические потери и снижает электрическую прочность изоляции обмоток, а также вызывает ускоренное окисление и старение изоляционного масла в процессе эксплуатации трансформатора.

В трансформаторном масле содержание влаги также существенно влияет на его электрические характеристики. Присутствие в масле воды в сильно дисперсированном состоянии приводит к резкому снижению пробивного напряжения и повышения диэлектрических потерь в масле. При повышении температуры наступает испарение влаги и отдельных фракций масла, вызывающее снижение пробивного напряжения. При повышении температуры возрастают диэлектрические потери в твердой изоляции и снижается ее электрическая прочность при 50Гц. При этом падает также сопротивление изоляции. Срок службы целлюлозной бумаги значительно сокращается уже при увеличении содержания влаги в сухой изоляции до 0,5 % ее сухого веса.

После теоретического анализапо тепловой износа изоляциисилового трансформатора,соблюдать качественный нормативный параметры по правилам технической эксплуатации и мы пришли к выводу в следующее:

 очень осторожно работать над изоляцией во время перемотки обмотки;

 очень осторожно работать над сборкой электротехнического листа силового трансформатора;

 поддержания характеристик масла и изоляции в нормированных пределах;

 полученного положительных результатов химико-технического лабораторного анализа трансформаторного масла доливать на баке;

 нормальной транспортировки и складирование силового трансформатора при объектном складе;

 соблюдать нормативный параметры при сборке, установке, наладке и эксплуатации силового трансформатора на объекте;

 при срабатывании газового реле на сигнал должен быть произведен наружный осмотр трансформатора, отобран газ из реле для анализа и проверки на горючесть. В случае, газ горючей или в нем обнаружены продукты разложения изоляции, трансформатор должен быть немедленно отключен;

 не допускать загрязнение посторонними механическими примесями твердой и жидкой изоляции силового трансформатора.

Литература:

1. А.А.Васильев. Электрическая часть станций и подстанций. М.:, «Энергия». 1980, 608с.
2. Б. Н. Неклепаев. Электрическая часть электростанции. М.:, Энергия. 1976, 551с.
3. Н.В. Чернобровов, В.А. Семенов. Релейная защита энергетических систем. М.: Энергоатомиздат. 1998, 798с.
4. А.С. Дорофеюка., А.П. Хечумяна. Справочник по наладке электроустановок. М.: Энергия, 1977.